2017走近他們 | 科研，因奮斗而快樂
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在實際工業生產中，幾乎所有系統都含有隨機和非線性因素，作為國家“工業4.0”戰略重要組成部分的智能工業機器人就是這樣一類典型的隨機非線性系統。近年來，隨著網絡化信息技術的廣泛應用，由于網絡通信能力的限制，出現了諸如數據丟失等現象，給隨機非線性系統的性能分析、故障檢測和容錯控制等方面的研究提出了新挑戰。東華大學就有這么一支科研團隊，多年來他們面向國家重大需求，借助扎實的理論研究基礎，篤志前行，執著探索，在針對網絡環境下的時變非線性隨機系統的濾波、控制及故障檢測理論方面取得了一系列原創性成果。他們就是2016年度上海市自然科學獎二等獎得主——東華大學信息學院沈波教授科研團隊。
用探索丈量路徑
科研有路探索為徑。沈波教授團隊選擇以時變非線性隨機系統作為項目研究主線，在這一新穎領域中不斷砥礪前行。在這條探索的道路上，團隊成員深刻體會了真正精彩難忘的科研旅途不僅在于目的地，而且還有沿途的風景。為此，他們用執著堅守的腳步去丈量每一寸科研路徑，從心底深處領略到這場“旅行”的美好和意義。在項目研究早期，由于已有文獻尚無現成方法可供參照，對沈波團隊來說，只有開創性地提出新方法，才能解決項目所聚焦的問題。在“摸著石頭過河”的過程中，團隊成員們絲毫不畏艱難，沉下心來大量閱讀文獻，深入總結前人提出的各種方案，埋頭鉆研與該問題相關的數學理論與方法，決不放過任何一點啟發。
沈波和他的團隊在經歷了這場從無到有的摸爬滾打后，終于盼來了收獲的喜悅。該項目注重理論創新，所提出的方法都順利通過了數值仿真階段，部分算法已得到實驗驗證。如：項目團隊已將提出的基于測量數據丟失的濾波方法，在先鋒移動機器人定位問題的實驗平臺上進行驗證，很好地實現了機器人在參照點被遮擋情形下的定位問題。項目所提出的基于格林空間理論的有限時間域上的H∞故障估計方法，被應用到德國巴斯夫公司關于復雜聚乙烯生產過程中的故障監測問題，對實現最終的過程監測起到了積極作用。
以執著接力奮斗
該獲獎項目屬控制理論與控制工程領域的基礎研究，在項目研究過程中，沈波和他的團隊不畏挑戰，不畏困難，勇于堅守。人們常說，科研是件辛苦的事。沈波和他的團隊卻耐得這份辛苦，也品得了那一縷回甘。據了解，該項目研究工作早在2008年就已啟動。沈波教授是項目第二完成人王子棟教授的博士生，這一研究團隊正是在師生二人長期研習探討中慢慢形成，并不斷壯大。團隊在當時頗為前沿的隨機非線性網絡化控制系統、傳感器網絡、復雜網絡等方向上均做了大量創新性研究，并以執著的科研粘性，接力式地奮斗著。
當研究“采樣周期受隨機噪聲干擾情況下的鎮定控制問題”時，為了能早日攻克隨機采樣區間給控制器設計帶來的困難，大家抱團戰斗，用了整整三個月的時間，梳理查閱百余篇矩陣論和控制論的論文，在經歷上百次“尋找-研讀-嘗試-失敗-尋找”的往復后，終于找到了指數矩陣的特征根表達形式，從而提出了全新有效的控制器設計方法。在問題得到解決的一瞬間，大家心里懸著的石頭終于放下了。這部分工作成果順利發表在控制學科著名刊物Automatica上，真可謂“功夫不負有心人”。
經過近十年的協同攻關，項目在網絡化非線性隨機系統的濾波、控制與故障檢測等幾個瓶頸問題上取得關鍵性突破，并形成完整的理論體系。項目20篇核心論文被SCI他引共951次，其中11篇為ESI高被引論文，1篇為中國百篇最具影響國際學術論文。沈波教授入選湯森路透全球2015和2016高被引科學家、上海市東方學者特聘教授，曾獲全國優秀博士學位論文提名獎，現擔任8個國際期刊或會議的編輯、副編輯或編委。
懷感恩放眼未來
得知此次獲獎后，項目負責人沈波教授說：“我們很幸運!”他覺得，這么多年來團隊的工作能夠得到肯定，除了高興，更多的是感恩。正是因為彼此間的引領與指導，整個團隊才能在最短時間內扎進隨機非線性控制領域中的前沿課題，持之以恒，集中發力，取得了一些創新性成果。沈波教授表示，下一步團隊將繼續深化隨機非線性控制方面理論基礎研究，同時注重開展理論成果應用轉化方面的工作。
在長達數年的研究過程中，這個團隊以專業的工作克服了一道道難關，他們的研究工作得到了國際同行的認可，研究成果也在國際控制學界產生了很好的影響，受到了來自20多個國家著名學者的正面引用，比如美國國家科學院院士、工程院學士、世界科學院院士H. Vincent Poor教授以及其他10余位IEEE Fellow。沈波和他的團隊從中得到了莫大的鼓舞，也享受著艱難過后酣暢淋漓的快樂。
在科學研究的殿堂，榮譽與快樂總是攜手而至。沈波團隊帶著快樂研究的理念，充滿信心地在科學高峰前登攀不已。
(責任編輯：趙華)
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